L 40 20 V n 3 24 Reflets de la Physique n°59 0 -20 15 10 5 0 140 100 60 20 0 20 40 60 80 100 120 Temps en secondes depuis 13:05:30 6. Données du satellite MMS1 pour le 16 octobre 2015, à partir de 13:05:30, tracées en fonction du temps : champ magnétique, densité des ions, température des électrons (parallèlement et perpendiculairement au champ magnétique). Les régions identifiées comme clairement à une dimension par l’analyse du tenseur ∇B sont surlignées en bleu et numérotées de 1 à 4. magnétosphére 1 2 4 Jet d’électrons accélérés magnétogaine Flot de plasma de vent solaire Trajectoire de MMS 7. Traversée de la magnétopause par MMS : interprétation de la figure 6 (vue d’artiste). À droite : trajectoire relative des satellites par rapport à la frontière supposée stationnaire pendant le temps de la traversée (dans la réalité c’est plutôt la frontière qui bouge, le mouvement des satellites sur leur orbite, de l’ordre de 5 km/s, est nettement plus lent que celui de la frontière, de l’ordre de 50 km/s). Les quatre normales représentées correspondent aux zones 1D surlignées en bleu sur la figure 6. La partie gauche représente le modèle simpliste auquel on était limité avant MMS (V n est une vitesse normale globale). Le fond de la partie droite de la figure est une carte de ce que pourrait être le champ magnétique à l’intérieur de la frontière, compte tenu des nouvelles informations accessibles. Références Température (eV) Densité (cm -3) Champ magnétique (nT) G. Belmont et al., Collisionless Plasmas in Astrophysics, Wiley (2013). G. Belmont, F. Sahraoui etL. Rezeau, « Turbulence dans les plasmas spatiaux », Images de la physique (2007) 29-34. O. Le Contel et al., Geophys. Res. Lett., 43 (2016) 5943–5952. 1 2 3 4 B x B y B z T e//T e J.L. Burch et al., Science, 352 (2016) aaf2939.C. Pollock et al., Space Science Reviews, 199 (2016) 331–406.L. Rezeau et al., «Analyzing the magnetopause internal structure : new possibilities offered by MMS tested on a case study», J. Geophys. Res. Space Physics, 23 (2018) 227-241. » > Les premières observations La figure 6 montre un exemple de traversée de la magnétopause (de la magnétosphère vers la magnétogaine), observée par l’un des satellites de MMS et identifiée grâce aux modifications importantes de tous les paramètres visibles au début de la période (à partir det = 14 s) : le champ magnétique se retourne, la densité du plasma augmente fortement pendant que la température des électrons chute. Les autres satellites voient des signatures très semblables, les décalages étant difficiles à percevoir ici. Néanmoins, l’utilisation de plusieurs satellites permet d’analyser la structure de la frontière et de vérifier si elle ressemble à l’image simple qu’on se fait d’une discontinuité, frontière plane (donc à une dimension) en mouvement relatif par rapport au satellite (partie gauche de la figure 7). Dans le cas présent, le mouvement apparent du satellite dans la frontière (c’est en réalité la frontière qui se déplace) commence par une traversée franche de la couche de courant de la magnétosphère vers la magnétogaine, qui apparait bien être une discontinuité plane. Ensuite, le satellite reste plus ou moins dans la magnétopause et revient même en arrière pour se retrouver à nouveau dans une région à une dimension juste avant t = 27 s puis, de nouveau, vers t = 90 s et enfin, très brièvement, vers t = 103s. Entre ces régions, qui peuvent être identifiées comme 1D par l’analyse du tenseur ∇B, on a des régions où le problème est plus complexe (souvent 2D, parfois complètement 3D). Vers t = 85-95s, on observe sur la température des électrons une forte anisotropie qui correspond à une déformation de la fonction de distribution des électrons associée à un champ électrique parallèle au champ magnétique. La partie droite de la figure 7 illustre comment on peut interpréter la structure de la frontière pendant que les satellites MMS la traversent. La fin de la période correspond très probablement au passage près d’un point enX. Un deuxième exemple des possibilités offertes par la mission MMS est illustré par la figure 8. On observe sur la figure 8a la signature d’ondes de fréquence de l’ordre de 100 Hz, à des périodes bien localisées dans le temps (zones encadrées en jaune). On constate (fig. 8b) que ces périodes correspondent à un maximum local de la densité du plasma, associé à un minimum du module du champ (zones encadrées en |